KR101501748B1 - 파장 가변 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장가변 필터에 관한 것으로서, 코어층을 감싸는 클래드층이 길이방향을 따라 형성된 광도파로 본체와, 광도파로 본체의 코어층과 클래드층 사이에 코어층의 길이방향을 따라 제1간격으로 코어층의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 복수개의 제1수직부분과, 제1수직부분들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제1수평부분을 갖으며 도전성 소재로 형성된 제1전극패턴층과, 광도파로 본체의 코어층과 클래드층 사이에 제1전극 패턴층과는 전기적으로 분리되게 코어층의 길이방향을 따라 제1간격과 이격거리가 다른 제2간격으로 코어층의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 제2수직부분들과, 제2수직부분들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제2수평부분을 갖으며 도전성 소재로 형성된 제2전극패턴층과, 제1전극패턴층과 제2전극패턴층 중 어느 하나에 구동전위를 선택적으로 인가할 수 있도록 된 제어 유니트를 구비한다. 이러한 파장 가변 필터에 의하면, 인가된 구동 전위에 대해 상호 다른 간격의 전극패턴에 의해 유효굴절율을 가변시켜 투과파장을 조정할 수 있어 파장가변 확장성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

Description

파장 가변 필터{Wavelength tunable filter}
본 발명은 파장 가변 필터에 관한 것으로서, 상세하게는 상호 다른 간격으로 배열된 전극을 선택구동하여 투과파장을 조절할 수 있도록 된 파장가변 필터에 관한 것이다.
광통신 시스템의 전송 용량은 최근에 와서 파장분할다중화(Wavelength Division Multiplexing, 이하 WDM이라 한다)방식의 발전으로 인하여 급속도로 증가하는 추세에 있다.
WDM 광통신 방식에서는 서로 다른 파장을 가진 여러개의 광원을 이용하여 각각의 파장에 서로 다른 정보를 실어서 전송하기 때문에 광섬유를 통해 전송되는 전송용량은 적용되는 파장의 수에 비례하여 증가하게 된다. 이러한 WDM 광통신 방식에서는 특정 파장의 광신호를 추출하기 위한 파장 가변 필터가 요구된다.
파장 가변 필터는 다양한 구조가 알려져 있고, 대한민국 등록특허 제10-0299662호에는 열광학 효과를 이용한 열광학 가변필터가 개시되어 있다. 개시된 열광학가변필터는 인가전압에 따라 광도파로의 유효굴절율을 조절하는 방법에 의해 파장을 가변시킬 수 있도록 되어 있으나 인가전압과 소재의 유전율의 가변 범위가 한계가 있어 가변 대역 파장 범위가 제한되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 가변 대역 파장범위의 확장이 용이한 구조의 파장가변 필터를 제공하는 것을 기술목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파장 가변 필터는 코어층을 감싸는 클래드층이 길이방향을 따라 형성된 광도파로 본체와; 상기 광도파로 본체의 상기 코어층과 상기 클래드층 사이에 상기 코어층의 길이방향을 따라 제1간격으로 상기 코어층의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 복수개의 제1수직부분과, 상기 제1수직부분들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제1수평부분을 갖으며 도전성 소재로 형성된 제1전극패턴층과; 상기 광도파로 본체의 상기 코어층과 상기 클래드층 사이에 상기 제1전극 패턴층과는 전기적으로 분리되게 상기 코어층의 길이방향을 따라 상기 제1간격과 이격거리가 다른 제2간격으로 상기 코어층의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 제2수직부분들과, 상기 제2수직부분들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제2수평부분을 갖으며 도전성 소재로 형성된 제2전극패턴층과; 상기 제1전극패턴층과 상기 제2전극패턴층 중 어느 하나에 구동전위를 선택적으로 인가할 수 있도록 된 제어 유니트;를 구비한다.
상기 제어유니트는 상기 제1전극패턴층에 상기 구동전위를 인가 및 차단할 수 있도록 된 제1스위칭소자와; 상기 제2전극패턴층에 상기 구동전위를 인가 및 차단할 수 있도록 된 제2스위칭소자와; 상기 제1스위칭소자와 상기 제2스위칭 소자중 어느 하나를 스위칭 온되게 제어하는 제어부;를 구비한다.
또한, 상기 제1전극패턴층과 상기 제2전극패턴층 중 어느 하나에 구동전위의 인가를 상기 제어부에 선택하도록 설정할 수 있도록 된 입력부;를 더 구비한다.
더욱 바람직하게는 상기 구동전위는 상기 제어부에 제어되어 가변되게 출력할 수 있도록 되어 있다.
본 발명에 따른 파장 가변 필터는 인가된 구동 전위에 대해 상호 다른 간격의 전극패턴에 의해 유효굴절율을 가변시켜 투과파장을 조정할 수 있어 파장가변 확장성을 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 파장 가변 필터를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 도파로 본체의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 파장 가변 필터를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파장 가변 필터를 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 도파로 본체의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 파장가변 필터(100)는 광도파로 본체(110), 제1전극패턴층(120), 제2전극패턴층(130), 제어유니트를 구비한다.
광도파로 본체(110)는 광을 도파하는 코어층(111)과, 코어층(111)을 외측에서 감싸는 클래드층(112)이 길이방향을 따라 형성된 구조로 되어 있다.
도시된 예에서 광도파로 본체(110)는 사각형태를 갖는 클래드층(112) 안에 코어층(111)이 매립된 형태로 되어 있다.
여기서, 클래드층(112)은 통상적인 광도파로 제작방식에 따라 하부 클래드층 기능을 하는 기판 위에 코어층(111)을 형성하고, 코어층(111) 위에 상부 클래드층을 형성하는 방식 등 다양한 방식에 의해 형성하면 된다.
또한, 상부 클래드층은 후술되는 제1 및 제2 전극패턴층(120)(130)을 전기적으로 이격되게 형성하도록 코어층(111) 위에 제1상부 클래드층을 형성한 후, 제1전극 패턴층(120)을 형성하고, 제1전극패턴층 위에 제2상부 클래드층을 형성한 후 제2전극 패턴층(130)을 형성하고, 제2 전극패턴층(130) 위에 제3상부 클래드층을 형성하는 방식에 의해 형성할 수 있다.
여기서, 제1 내지 제3 상부 클래드층은 동일 소재로 형성해도 된다.
또한, 클래드층(112)은 전기적 절연성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
제1전극패턴층(120)은 광도파로 본체(110)의 코어층(111)과 클래드층(112) 사이에 코어층(111)의 길이방향을 따라 제1간격(P1)으로 코어층(111)의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 복수개의 제1수직부분(121)과, 제1수직부분(121)들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제1수평부분(122)을 갖으며 도전성 소재로 형성된다.
여기서, 제1수평부분(122)은 제1전극패턴층(120)이 전기적으로 직렬접속된 형태가 되게 제1수직부분(121)에 대해 교번적으로 상단과 하단에서 순차적으로 접속되어 있다.
제2전극패턴층(130)은 광도파로 본체(110)의 코어층(111)과 클래드층(112) 사이에 제1전극 패턴층(120)과는 전기적으로 분리되게 이격되어 코어층(111)의 길이방향을 따라 제1간격(P1)과 이격거리가 다른 제2간격(P2)으로 코어층(111)의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 제2수직부분(131)들과, 제2수직부분(131)들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제2수평부분(132)을 갖으며 도전성 소재로 형성되어 있다.
제2수평부분(132)도 제2전극패턴층(130)이 전기적으로 직렬접속된 형태가 되게 제2수직부분(131)에 대해 교번적으로 상단과 하단에서 순차적으로 접속되어 있다.
제어유니트는 제1전극패턴층(120)과 제2전극패턴층(130) 중 어느 하나에 구동전위를 선택적으로 인가할 수 있도록 되어 있다.
제어유니트는 제1스위칭 소자(151), 제2스위칭소자(152), 제어부(155), 입력부(157), 전원부(160)를 구비한다.
제1스위칭소자(151)는 제1전극패턴층(120)의 일단에 마련된 제1단자(125)와 그라운드 사이에 접속되어 제1전극 패턴층(120)의 타단에 마련된 공통단자(128)와 접속되어 전원부(160)에서 출력되는 구동전위를 제1전극패턴층(120)에 인가 및 차단할 수 있도록 되어 있다.
제2스위칭소자(152)는 제2전극패턴층(130)의 일단에 마련된 제2단자(135)와 그라운드 사이에 접속되어 제2전극 패턴층(130)의 타단에 마련된 공통단자(128)와 접속되어 전원부(160)에서 출력되는 구동전위를 제2전극패턴층(130)에 인가 및 차단할 수 있도록 되어 있다.
도시된 예에서는 전원부(160)에서 생성되는 구동전위를 제1전극패턴층(120)과 제2전극패턴층(130)의 타단이 상호 공통접속되게 형성된 공통단자(128)를 통해 공급되게 결선된 구조로 설명되었고, 도시된 예와 다르게, 제1전극패턴층(120)과 제2전극패턴층(130)의 타단이 상호 분리된 단자가 각각 마련되고, 전원부(160)에서도 제1전극패턴층(120)과 제2전극패턴층(130)의 타단에 각각 선택적으로 구동전위를 인가할 수 있도록 형성될 수 있음은 물론이다.
제어부(155)는 제1스위칭소자(151)와 제2스위칭 소자(152)중 어느 하나를 스위칭 온되게 제어한다.
입력부(157)는 제1전극패턴층(120)과 제2전극패턴층(130) 중 어느 하나에 구동전위의 인가를 상기 제어부에 선택하도록 설정할 수 있도록 되어 있다.
여기서 입력부(157)는 사용자의 선택에 의해 제1스위칭소자(151)와 제2스위칭소자(152) 중 어느 하나의 스위치온을 선택할 수 있는 키가 마련된 구조가 적용될 수 있다.
이와는 다르게 입력부(157)는 본 필터(100)가 적용되는 시스템으로부터 제1스위칭소자(151)와 제2스위칭소자(152) 중 어느 하나의 스위치온을 선택하는 신호를 수신받을 수 있도록 구축될 수 있음은 물론이다.
전원부(160)는 공통단자(128)에 구동전위를 인가하며, 고정전압을 인가하거나, 제어부(155)에 제어되어 구동전위를 가변되게 출력할 수 있도록 구축될 수 있음은 물론이다.
전원부(160)가 제어부(155)에 제어되어 구동전위를 가변되게 출력할 수 있도록 구축되는 경우 통과 파장의 조정 대역을 더욱 다양하게 확장할 수 있다.
한편, 도시된 예에서는 두 개의 제1 및 제2전극패턴층(120)(130)이 적용된 경우를 예시하였으나, 간격이 상호 다르게 3개 이상의 전극 패턴층이 형성될 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명된 파장 가변 필터(100)는 전극패턴층의 수직부분이 인가된 전위에 의해 유효굴절율을 가변시킴으로써 격자로서 기능하여 투과파장이 결정되고, 전극 패턴층의 간격 차이에 의해 투과파장이 가변된다.
또한, 인가되는 전위 변화에 따라 유효굴절율이 가변되고 그에 따라 투과파장이 가변된다.
따라서, 인가전위 및 전극 패턴의 간격 변화를 다양하게 적용하면 투과파장을 넓은 범위에 대해 조정할 수 있다.
110: 광도파로 본체 120: 제1전극패턴층
130: 제2전극패턴층

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 코어층을 감싸는 클래드층이 길이방향을 따라 형성된 광도파로 본체와;
    상기 광도파로 본체의 상기 코어층과 상기 클래드층 사이에 상기 코어층의 길이방향을 따라 제1간격으로 상기 코어층의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 복수개의 제1수직부분과, 상기 제1수직부분들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제1수평부분을 갖으며 도전성 소재로 형성된 제1전극패턴층과;
    상기 광도파로 본체의 상기 코어층과 상기 클래드층 사이에 상기 제1전극 패턴층과는 전기적으로 분리되게 상기 코어층의 길이방향을 따라 상기 제1간격과 이격거리가 다른 제2간격으로 상기 코어층의 길이방향과 직교하는 방향으로 형성된 제2수직부분들과, 상기 제2수직부분들 상호간을 직렬상으로 연결하는 제2수평부분을 갖으며 도전성 소재로 형성된 제2전극패턴층과;
    상기 제1전극패턴층과 상기 제2전극패턴층 중 어느 하나에 구동전위를 선택적으로 인가할 수 있도록 된 제어 유니트;를 구비하고,
    상기 제1전극패턴층과 상기 제2전극패턴층은 상기 코어층에 대해 높이가 상호 다르게 형성되어 있고,
    상기 제어유니트는
    상기 제1전극패턴층에 상기 구동전위를 인가 및 차단할 수 있도록 된 제1스위칭소자와;
    상기 제2전극패턴층에 상기 구동전위를 인가 및 차단할 수 있도록 된 제2스위칭소자와;
    상기 제1스위칭소자와 상기 제2스위칭 소자중 어느 하나를 스위칭 온되게 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 필터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1전극패턴층과 상기 제2전극패턴층 중 어느 하나에 구동전위의 인가를 상기 제어부에 선택하도록 설정할 수 있도록 된 입력부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 필터.
  4. 제2항에 있어서, 상기 구동전위는 상기 제어부에 제어되어 가변되게 출력할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 파장가변 필터.
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